[發明專利]一種核電站乏燃料水池綜合監測系統和方法

有效

• 申請號: 201911017337.2
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110853781B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 吳斌;陸振國;李曉濤;安景;李宗山;朱建軍;劉琢
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G21C17/035
• 分類號: G21C17/035;G21C17/10;G21C17/112
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 蔡曉紅;柯夏荷

本發明提供一種核電站乏燃料水池綜合監測系統和方法，包括用于采集并傳送水池多個標高的溫度信號和多個基于熱擴散原理的開關量液位信號采集組件；用于探測乏燃料水池液位的模擬量液位探測器；用于接收溫度信號、熱擴散式液位信號和模擬量液位探測器的液位信號，并根據接收的熱擴散式液位信號來判斷接收的溫度信號是否為有效的水溫信號，以及顯示水池液面高度和水溫的處理變送單元。本發明對乏燃料水池液位測量采用了熱擴散式和導波雷達多樣化測量技術，實現了各種工況下都可確切獲知乏燃料水池的液位，保證乏燃料水池的安全；同時熱擴散式液位測量的不加熱元件可以同時測量不同標高的水溫，可以準確偵知水池的不同標高是否有熱點并且可靠性高。

技術領域

本發明涉及核電站乏燃料水池技術領域，特別涉及一種核電站乏燃料水池綜合監測系統和方法。

背景技術

在核電站中，乏燃料水池冷卻和處理系統不直接參與堆芯和乏燃料的反應性控制，但是為貯存在乏燃料水池中的燃料組件提供次臨界裕度，該系統必須排出貯存在乏燃料水池的燃料組件的衰變熱和通過確保安全殼隔離功能來實現放射性包容的功能。在設計基準事故下，不考慮乏燃料水池冷卻系統的完全喪失，水池不會因此而沸騰，蒸發損失不顯著，僅需提供抗SSE(安全停堆地震)地震補水源即可，水源流量在超設計基準事故的包絡范圍內。在超設計基準事故下，諸如強震，海嘯等共模事故，以及乏燃料水池冷卻系統本身的機械電氣等故障，乏燃料水池將完全喪失正常冷卻，乏燃料組件的衰變熱將導致水池升溫直至沸騰，如果沒有有效的補水，乏池水位將持續下降直至乏燃料組件裸露，最終乏燃料組件因失去冷卻而引起包殼失效，導致放射性向環境的大量釋放。此外，在乏燃料水池發生意外排水的事故下，該系統必須避免貯存在燃料格架中的燃料組件發生直接裸露，在燃料吊裝期間同樣需要避免吊裝中的燃料組件發生直接裸露。所以，在各種工況下實現對乏燃料水池的溫度和液位測量的準確測量，以保證乏燃料水池的水位在乏燃料屏蔽液位以上以及無溫度熱點，對于保障乏燃料水池的安全有非常重要的作用。

傳統的核電站乏燃料水池溫度測量和液位測量單獨設置，其中液位測量主要采用以下兩種方式中的一種：一種為基于熱擴散式原理輸出液位開關量和模擬量信號，但此種模擬量測量方式存在精度差、受水溫波動影響大；另外一種為采用導波雷達單一輸出模擬量信號，但其報警信號需要從模擬量信號轉換，在乏燃料水池存在大量蒸汽的極端環境下，存在測量誤差大的問題。并且液位測量采用單一的導波雷達測量，在極端環境條件下有共因失效風險；溫度傳感器只能測量單一標高的池水溫度，無法反應局部熱點。現有技術中具有一種乏燃料水池狀態連續監測系統，采用基于熱擴散原理的連續液位傳感器、液位開關，以及RTD(熱電阻溫度傳感器)的組合儀表，但熱擴散原理的連續液位傳感器測量精度差，特別在水池層間水溫溫差較大的情況下測量偏差更大；連續液位傳感器和液位開關均采用熱擴散原理，沒有多樣化的測量手段，在極端環境條件下有共因失效風險。可見，在現有技術中乏燃料水池的參數測量存在采集分散、安裝及更換不便以及液位測量均存在信號來源單一、在某些工況下測不準的技術問題。

所以，現有技術存在缺陷，需要進行改進。

發明內容

本發明針對現有技術中所存在的乏燃料水池的參數測量存在采集分散、安裝及更換不便以及液位測量均存在信號來源單一、在某些工況下測不準的技術問題，提供了一種可使得操作員準確地獲知水池的參數狀況，以采取相應的措施，保證乏燃料水池安全的核電站乏燃料水池綜合監測系統及方法。

本發明就上述技術問題而提出的技術方案如下：

一種核電站乏燃料水池綜合監測系統，包括：溫度/開關量液位采集組件，沿乏燃料水池的不同標高自上而下分別設置，用于實時采集并傳送水池多個液位的溫度信號和熱擴散式開關量液位信號；模擬量液位探測器，與所述溫度/開關量液位采集組件平行設置并穿插至乏燃料水池的池體內，用于連續地探測乏燃料水池的液位；處理變送單元，分別連接溫度/開關量液位采集組件和模擬量液位探測器，用于接收溫度信號、熱擴散式開關量液位信號和模擬量液位探測器的液位信號，并根據接收的熱擴散式開關量液位信號來判斷接收的溫度信號是否為有效的水溫信號，以及顯示水池液面高度和水溫。